Интерференция

28. Интерференция дегеніміз не?

Жарық интерференциясы деп екі немесе бірнешекогерентті жарық толқындарын беттестіргенде кеңістіктегі жарық ағыны қайтатаралады, қорытындысында интенсивтіктің кейбір жерде – максимумы, ал кейбір жерде – минимумы пайда болуын айтамыз.

Әсіресе интерференцияланатын толқындардың екеуі де бірдей болған кезде, интерференция анық байқалады. Онда (7) формулаға сәйкес, минимумда , максимумда Когерентті емес толқындар үшін осы шартта барлық жерде бірдей жарықтану шығады.

29. Қарқындылығы бірдей екі толқынның максимум интерференциясы кезіндегі қарқындылығы 4 есе ұлғаятынын дәлелде.

φ2-φ1=0. Cos0=1. I=I2+I1. () cos(φ2-φ1)=I1+I1+2I2=4I

30. Когерентті толқындар дегеніміз не?

Егер тербеліс жиілігі екі толқында да бірдей, ал фазаларының айырмасы тұрақты болса, онда ол толқын когерентті деп аталады. Бұндай толқындардың көзі де когерентті деп аталады.Яғни когерентті толқын – тербелісі фазаларының айырмасының тұрақтылығымен ғана ажыратылатын, уақыт өтуі бойынша өзгермейтін, бірдей жиіліктегі толқындар. Бұл шартты монохроматты толқындар – кеңістіктегі шектеусіз бір анықталған және қатаң тұрақты жиілікті толқындар қанағаттандырады.

31. Жарық толқындары неге электромагниттік деп аталады?

Жарық өте күрделі құбылыс: кейде жарық электромагниттік толқын қасиеттерін көрсетсе, кейде ерекше бөлшектер (фотондар) ағыны ретінде байқалады. Максвелл электромагниттік толқын мен жарықтың табиғаты бір, яғни жарық дегеніміз электромагниттік толқындардың дербес түрі.

32. Неге екі табиғи жарық кездесіп беттескенде интерференция болмайды?

Себебі, табиғи жарық когерентті емес. Кеңістіктің кейбір нүктелері арқылы көзден әлдебір қашықтықта өтеді және толқындық айналымдар беттеседі, көздің әр - түрлі атомынан жіберілген және әр - түрлі жиілігі, амплитудасы және бастапқы фазасы болады. Бұндай толқындар когерентті емес толқындар болып табылады, ендеше тұрақты интерференциялық көрініс бермейді. Екі әр - түрлі жарықтың табиғи көздері арқылы жіберілетін толқындар когерентті емес болып табылады.

33. Жұқа пленкадан өткен және шағылған сәулелердің интерференцияларын бақылаған кезде олардың максимумы мен минимумының орнының неліктен ауысып көрінетінін түсіндір.

Сәулелердің арасындағы жүрістің әр түрлі болуы қосарланған АД ұзындығымен және ВС бөлігімен анықталады. Алайда мынаны еске алған жөн, пленка аса тығыз оптикалық орта болып табылады және ондағы жарық жылдамдығы да азырақ болады. Осының нәтижесінде жарықтың АД жолын өтуіне кететін уақыты n есе көп болады. Мұндағы n пленканың сыну көрсеткіші. Енді 1 және 2-ши сәулелердің оптикалық осінің әр түрлілігі ∆=2n(AD)-BC+λ/2. λ/2 шамасы 180 градуста фазаның толқындық өзгеруі болғандықтан қосылады. Ол жолдың λ/2 артуына эквивалентті. Егер ∆=(2n-1) λ/2 болса, онда 2Dfncosβ=nλ жарықтанудың минимум шартына сәйкес келеді, ал ∆=nλ=2Dfncosβ+ λ/2 – максимум шарты.

34. Неге көбелектің қанаттарының түсі құбылып тұрады?

Максимум шартына байланысты: 2d()+λ/2= λ/2π*2mπ немесе 2d()=(2m-1) λ/2

Минимум шартына байланысты: 2d()+λ/2=λ/2π*(2m+1) немесе 2d()=mλ

35. Екі когерентті жарық көзі (λ=600 нм) интерференция картинасын береді. Біреуінен шыққан жарық жолына қалыңдығы d = 3 мкм (n = 1,6) шыны пластинка қояды. Интерференция картинасы қанша жолаққа ығысады?

S=n*d, S₁-S₂=rS,

=>kl=1,8=>k=3

36. Неге компьютер дискілері жарық түскенде түрлі - түсті сәулелер құбылады?

Интерференция құбылысына негізделген. Оны түсіндіру үшін дифракциялық торды қолданамыз. Ол сәулемен шағылысады

37. Сабын көбігіне (n = 1,3) ақ жарық сәулесі тік келіп түседі. Егер оның шағылған сәулесі жасыл (λ=550 нм) болып көрінсе сабын көбігінің қалыңдығы қандай?

n=1.3, גּ=0.55*10^-6м,d-? Δ=2dn+גּ/2, גּ=2m גּ/2, 2dn+גּ/2=2m גּ/2, m=1, 2dn=גּ/2, d=גּ/4n=0.1мкм

38. Юнг тәжірибесінде дөңгелек саңылауға толқын ұзындығы λ=6*10⁵ см монохроматы жарық түсірген. Екі саңылаудын арасы 1 мм, ал саңылау мен экран арасы 3 м. Бірінші ақ жолақтың орнын анықта.

39. Сабын көбігіне (n = 1,3) ақ жарық 45° бұрышпен түседі. Көбіктің көпіршігінің қалыңдығы қандай болғанда одан шағылған сәуле сары түсті (λ=6*10⁵) болады?

По условию отраженные лучи окрашены в желтый цвет. Это означает, что максимум отражения наблюдается в желтой части спектра.

. Используя соотношения

v с

АС=ВС = , а также применяя закон

преломления, получаем . Откуда При к = 1 минимальная толщина пленки n = 0,13-10^-6м.

40. Неге фотоаппараттың жарықтандырылған объективінің шынысы көкшіл күлгін түсті болып көрінеді ?

Жұқа мөлдір пленкалардың линзаларының алдыңғы беттеріне, призманың немесе линзаның сыну көрсеткішінен аз болатын абсолютті сыну көрсеткішін енгізу арқылы шағылуды болдырмайды. Пленканың қалыңдығын адам көзінің аса жақсы сезімталдығына сай, толқын ұзындығы λ=5,5*10^-7м болатын жарықтың шағылуының интерференциялық минимум шарты орындалатындай етіп таңдайды. Шағылған жарықта таралған линзалар көкшіл күлгін түске боялған болып көрінеді. Себебі, ондағы қызыл және көкшіл күлгін түсті жарықтың шағылуы айқын көрінеді.

41. Екі когерентті сәулелер көздері S1 және S2 монохроматты жарық (λ=6*10⁷) м шығарады. Егер S2А = (2 + 0,35*10^-7) м S1 А = (2 + 9,35*10^-7) м болса, белгілі бір А нүктесінде максимум бола ма, әлде минимум бола ма?

42. Когерентті жарық көздері S1 және S2 дегеніміз не?

Френельдің бипризмасы сыну бұрышы аз, табандары қосылған бірдей екі призмадан түрады. көзінен шыққан жарық - екі призмада да сынып, бипризманың арғы жағынанда және жорамал көздерден шыққандай болып жарық сәулелері таралады. және көздері когерентті болып табылады. Экранның бетінде (штрихталған аймақ) когерентті толқындар беттесіп интерференция бақыланады.

Екі көзден шыққан интерференция көрінісінің есебі. Жарық интерференциясының жоғарыда қарастырылған әдістері бойынша интерфернеция көрінісінің есебін жасау үшін бір - бірінен ара қашықтықта паралель орналасқан және когеренттіжарық көзі болып табылатын жіңішке саңылауларды (оптикалық жүйедегі көзінің нақты және жорамал бейнесі) пайдаланамыз.

1. Сыну көрсеткішінің физикалық мәні неде?

Сыну заңы: сынған сәуле түскен сәулемен екі ортаның бөлу шекарасы перпендикулярмен бөлінген бір жазықтықта жатады. Түсу бұрышынң синусының сыну бұрышының синусына қатынасы берілген орталар үшін тұрақты шама болып табылады.

- 2-ші ортаның 1-ші ортамен салыстырғандағы сыну көрсеткіші. Сыну көрсеткіші жарықтың бір ортадан екінші ортаға өткендегі жарық жылдамдығының қалай өзгеретінін көрсетеді, және 2 ортадағы жарық жылдамдығының қатынасымен анықталады.

2. Абсолюттік және салыстырмалы сыну көрсеткіштерінің өзара байланысының өрнегі

Егер жарық вакуумнан қандай да бір ортаға өтсе (вакуумдағы жарық жылдамдығы с әріпімен белгіленеді және ол -қа тең), онда осы ортаның вакуммен салыстырғандағы сыну көрсеткіші абсолю сыну көрсеткіші деп аталады.

яғни жарық жылдамдығы с болатын вакууммен салыстырғандағы осы орталардың абсолют көрсеткіштері болады.

Осы қатынасты қолдана отырып сыну заңын мына түрге келтіреміз:

3. Толық ішкі шағылу қандай жағдайда болуы мүмкін?

Толық ішкі шағылу:

Жарық тығыздығы үлкен ортадан тығыздығы кіші ортаға өткенде пайда болады.

4. Жарықтың толық ішкі шағылуының шекті бұрышының шартын жаз

Сыну көрсеткіші екі түрлі орталардан, сыну көрсеткіші төмен орта оптикалық аз тығыздалған деп аталады, ал сыну көрсеткіші жоғары орта – оптикалық көп тығыздалған.

Оптикалық көп тығыздалған ортадан аз тығыздалған ортаға өткенде сыну бұрышы түсу бұрышы –дан үлкен болады. Түсу бұрышы қандай да бір мәніне ие болған кезде, сыну бұрышы градусқа тең болады (3 сәуле).

Бұл жағдайда сынған сәуле орталардың шекара жазықтығы бойымен өтеді. Түскен бұрышы үлкен болған жағдайда, сынған сәуле болмайды, ал түскен сәуле орталардың бөлу шекарасынан толығымен шағылады. (4 сәуле.)

Толық ішкі шағылу құбылысы байқалады.

Толық ішкі шағылу кезінде сыну бұрышы болған шартта ғана шекті бұрыш анықталады, яғни , болғанда (8) өрнегін аламыз.

Толық ішкі шағылу құбылысы әр түрлі оптикалық приборларда (биноколь, перископ), сондай-ақ сыну көрсеткіштерін өлшеуде қолданылады.

5. Егер ортаның абсолют сыну көрсеткіші 1,5 болса, онда бұл ортадағы жарық жылдамдығы қандай?

n= c/ v 2*10⁸

6.Жарықтың оптикалық және геометриялық жол ұзыныдығы дегеніміз не және олар бір-бірімен қалай байланысты? Толқынның таралу қай ортада (дербес жағдайда вакуумде)болмасын, ол бірдей санды өркештері мен шұнқырлардан тұрады, яғни толқын ұзындығы болады.Сондықтан цугтін ұзындығы ортанын сыну көрсеткішіне тәуелді ж/е сыну көрсеткіші орта үшін ваккумен салыстырғанда ‑есе қысқа.Демек ортадағы s, жолы вакуумдагі жолына эквивалент.Олай болса,ұзындық өлшемінің шамасы мынандай болады

Мұндағы ‑геометриялық жол ұзындығы, ал ‑оптикалык жол ұзындығы деп аталады.

( – толқынның вакуумдағы ұзындығы және тең деп алсақ). Берілген ортадағы жарық толқынының s жолы осы ортаның сыну көрсеткішіне қатынасының геометриялық ұзындығы L жолдың оптикалық ұзындығы деп аталады, ал – толқын арқылы өтетін жолдың оптикалық ұзындығының айырмасы оптикалық қадам айырмасы деп аталады.

7.Жарықтану және жарық көзінің ашықтығы (яркость) дегеніміз не?

Жарықтану (Е) – ауданы S болатын бетке түсетін жарық ағынының сол ауданға қатынасына тең болатын шама.

Егер беттің өлшемдері оның нүктелік жарық көзіне дейінгі арақашықтығынан кем болса, онда болады.

-тық жарық ағынының осіне перпендикуляр болатын жазықтыққа проекциясы.

пен а расындағы бұрыш. Сонда

S= ω r²/ cos α

Осы белгілеуді (27)- ге қойып және (24)формуланы есепке алғанда келесі формуланы аламыз:

Осылайша нүктелік жарық көзімен тудырылатын беттің жарықтануы жарық күшіне және жарықтың осы бетке түсу бұрышының косинусына тура пропорционал, ал бетке дейінгі арақашықтықтың квадратына кері пропорционал.

Жарықтанудың өлшем бірлігі – люкс (лк)

1 лк – 1 м² ауданға түсетін 1лм жарық ағынының шамасымен тең болатын беттің жарықтануы. 1лк=1лм/1м².

Жарықтанудың жарық сәулесінің түсу бұрышына тәуелділігі жыл мезгілінің ауысуымен түсіндіріледі: солтүстік жарты шарда жер бетінің жарықтануы жазда ең үлкен мәнге ие болады (Күн сәулесінің түсу бұрышы α кем болғанда) және қыста ең кіші мәнге ие болады ( үлкен болғанда).

Жарықтанудың мұндай өзгерістері сәйкесінше Жер бетіндегі температураның өзгеруіне әсерін тигізеді.

Яркость. Светимость характеризует излучение (или отражение) света данным местом поверхности по всем направлениям. Для характеристики излучения (отражения) света в заданном направлении служит яркость L:

,

Где - элементарный телесный угол, опирающийся на светящуюся площадку dS и ориентированный в направлении .

Единицей яркости служит кандела на квадратный метр (кд/м²).

8.Ламберт заңын жазып, тұжырымын айтыңыз. Ол фотометрияның негізгі заңы. Жазықтыққа перпендикуляр болатын жарық шоғырының жарықтануы жарық көзіне дейінгі арақашықтықтың квадратына кері пропорционал.

E ₁ = E ₂ =>

Источники, яркость которых одинакова по всем направлениям (L=const), называются ламбертовскими (подчиняющиеся закону Ламберта) или косинусными ( поток, посылаемый элементом поверхности такого источника, пропорционален ). Строго следует закону Ламберта только абсолютно черное тело.

9.Ауадан шыны табақшаға 60°-пен түскен жарық оның екінші бетінен шағылғанда толық ішкі шағылу бола ма? Шыны үшін сыну көрсеткіші 1,5.

sinα=1/n=1/1.5=0.67 sinα/sinβ=n_ш/n_ауа=n_ш sinβ=sinα/n_ш=0.54 Ішкі шағылу жоқ.

10. Квадрат салдың алдына қойылған нүктелік жарық көзінің сәулесі ұзындығы 4 м салдың шетінен су бетіндегі кеңістікке шығып кетпеу үшін оны қандай тереңдікке орналастыру қажет. Судың сыну көрсеткіші 1,33.

11.Тереңдігі 2,0 метр судың түбіне ұзындығы қағылған бағананың 0,75 м судан сыртқы шығып тұр. Егер күннің горизонттан биіктігі 45° болса, бағананың су бетіндегі және су астындағы көлеңкелерінің ұзындығын анықта.

tg45=h/l=>l=h/tg45=h=0,75 м, , L=rL+l=1,25+0,75=2 м

12.Кейбір зат үшін толық ішкі шағылудың шекті бұрышы 45°. Осы зат үшін толық поляризация бұрышы қандай?

13.Жарық күші 200 Кд электр шамы 45° бұрышпен жұмыс столына түседі. Столдың жарықтануы Е = 141 лк болса, лампа столдан қандай қашықтықта тұр?

Дата добавления: 2014-12-25